Proteínas

Estereoquímica

La cadena lateral (Calfa) debe ser quiral, con preferencia por la familia L.

Clasificación según polaridad

• Apolares: Hidrógenos, ciclo con grupo α-amino, cadena normal, aromática.
• Polares Básicos: Otro grupo amino.
• Polares Ácidos: Otro grupo carbonilo.
• Polares Neutros: Amida (NH2), hidroxilo (OH), sulfihidrilo (SH), tioéter (S).

Carga según pH

• pH < 7: Especie catiónica (protonada). El grupo α-carboxilo sin carga en forma ácida y el grupo α-amino en su forma ácida.
• pH > 9: Especie aniónica (no protonada). Ambos grupos en forma básica.

Zwitterion

• Apolar o Polar Neutra: Cargas +1, 0, -1. pI = (pKa1 + pKa2) / 2, pK1 = 2, pK2 = 9.
• Polar Ácida: Carga +1, 0, -1, -2. pI = (pK1 + pKr) / 2, pK1 = 2, pK2 = 9, pKr < 7.
• Polar Básica: Carga +2, +1, 0, -1. pI = (pK2 + pKr) / 2, pK2 = 2, pK2 = 9, pKr > 7.

Propiedades Físicas

Insolubles en solventes no polares, solubilidad moderada en agua según el pH, solubles a extremos de pH.

Enlace Peptídico

Tipo amida, entre el α-carboxilo y el N del α-amino.

Polipéptidos y Proteínas

• Polipéptido: Unión de más de 10 aminoácidos.
• Proteína: Unión de alrededor de 50 aminoácidos.

Estructura Proteica

Primaria

Cantidad, tipo y secuencia de aminoácidos. Los átomos en el enlace están en el mismo plano, el enlace no rota, los enlaces siempre están en trans, los enlaces C-C y N-Cα rotan libremente. Responsable: Enlace peptídico.

Secundaria

Plegamiento regular local dentro de la proteína: α-hélice y β-plegada.

• α-hélice: Puentes de hidrógeno entre enlaces peptídicos, los grupos R hacia afuera. Restricciones: Repulsión y atracción, efecto estérico, efecto prolina, interacciones hacia los extremos.
• β-plegada: Estructura en zig-zag, mantenida por puentes de hidrógeno entre enlaces peptídicos, los grupos R hacia adentro y pequeños.

Terciaria

Plegamiento sobre sí misma de toda la cadena polipeptídica, conformando estructuras globulares. Contienen grupos prostéticos (inorgánicos = cofactores, orgánicos = coenzimas). Existen dominios, grupos R solubles al exterior. Responsable: Fuerzas y enlaces entre cadenas laterales.

Cuaternaria

Interacción de más de una cadena polipeptídica. A cada cadena se le llama protómero o subunidad. Responsable: Fuerzas y enlaces entre cadenas laterales.

Fuerzas y Enlaces

• Van der Waals: Entre cadenas laterales apolares.
• Puente de Hidrógeno: Cadenas laterales con OH, NH2, COOH, NR2.
• Puente Salino: Entre aminos con carga y básicos ionizados.
• Enlace Covalente: Puente disulfuro entre residuos de cisteína (SH).

Desnaturalización

Pérdida de actividad biológica, pérdida de la conformación tridimensional a una estructura no nativa.

• Calor, Microondas, Ultravioleta, Solventes Orgánicos: Rompen interacciones hidrofóbicas y puentes de hidrógeno.
• Agitación: Debilita las fuerzas de interacción, se alargan.
• Detergentes: Rompen puentes de hidrógeno y puentes salinos.
• Ácidos y Bases Fuertes: Rompen puentes de hidrógeno, puentes salinos e incluso hidrolizan enlaces peptídicos.
• Sales de Metales Pesados: Rompen puentes salinos y disulfuro.
• Urea: Rompe puentes disulfuro.

Funciones

Transporte, estructural, enzimática, hormonal, reconocimiento de señales químicas, defensa, movimiento, reserva, reguladora.

Lípidos

Ácidos Grasos

Ácido carboxílico de cadena larga, cabeza polar y cola apolar. Se empaquetan ordenados, consistencia cérea.

Ácidos Grasos Insaturados

Uno o más enlaces dobles en la cadena, configuración cis, ya no se empaquetan, consistencia oleosa.

Abreviaturas

• 18:1cΔ(9): 18 carbonos, doble enlace configuración cis, doble enlace entre C9 y C10 contando desde el carboxilo.
• 18:2c ω6: 18 carbonos con 2 dobles enlaces, el primero en el C6 contando desde el final.

Lípidos Saponificables Simples

Se forman por la reacción de esterificación, reacción de un ácido graso y un alcohol, formando un enlace tipo éster.

Ceras

Se forman por la reacción de un ácido graso y un alcohol primario de cadena saturada entre 14 y 32 carbonos (ej. miricilo).

Triglicéridos

Reacción de una molécula de glicerol + 3 ácidos grasos, formando 3 enlaces tipo éster.

• Aceites: Origen vegetal, ácidos grasos insaturados, líquidos.
• Grasas: Origen animal, ácidos grasos saturados, sólidos.

Reacciones de los Triglicéridos

Hidrólisis

• Ácida: Triglicérido + ácido (catalizador) = glicerol + 3 ácidos grasos.
• Básica (Saponificación): Triglicérido + base (reactante) = glicerol + 3 sales de ácidos carboxílicos.

Hidrogenación

Adición de H2 molecular a las insaturaciones de un triglicérido para saturarlo y transformar un aceite en grasa.

Halogenación

Adición de un halógeno (Br, Cl, Iodo) a las insaturaciones para determinar el número de insaturaciones.

Oxidación

Rotura de los dobles enlaces por adición del oxígeno del ambiente, se produce liberación de una cadena de ácido carboxílico con olor a rancio.

Nomenclatura de Grupos Funcionales

• Ácido Carboxílico: R-C=O y -OH (Ácido …oico) – Carboxi
• Ésteres: R-C=O y -O-R (Butanoato de etilo) – Roxicarbonil
• Sales: R-C=O y -O^-X^+ (Propanoato de sodio) – Halocarbonil
• Amidas: R-C=O y NH2 (N-radical cadena amida) – Carbamoil
• Aldehídos: R-C=O y -H (pentanAL) – Formil/Oxo
• Cetonas: R-C=O Y -R (Cantidad total de C, propanona) – Oxo
• Alcoholes: R-OH (etanol) – Hidroxi
• Aminas: R-NH2 (Etilamina) – Amino
• Éteres: R-O-R (Etil Metil Éter) – Oxa